Kinetika proses leaching ion Ni2+ dari spent catalyst dengan asam klorida dan asam sulfat sebagai leachant

Abstract

Indonesia kaya akan sumber daya alam, termasuk sumber daya alam tak terbarukan seperti nikel. Kebutuhan nikel di Indonesia mengalami peningkatan yang cukup tinggi pada periode tahun 2003- 2009, yaitu dari 4.395.429 ton pada tahun 2003 menjadi 10.847.141 ton pada tahun 2009 atau mengalami kenaikan hampir 2,5 kali lipat. Hal tersebut menimbulkan permasalahan yang akan dihadapi di masa mendatang dimana sumber daya alam yang tak terbarukan akan semakin menipis dan sulit diperoleh, sehingga akan mengganggu pertumbuhan industri. Oleh karena itu, studi terkait perolehan nikel dari sumber sekunder perlu untuk dilakukan, salah satunya adalah spent catalyst. Spent catalyst merupakan limbah katalis hasil pemrosesan yang tidak dapat dipergunakan lagi, namun masih mengandung logam berharga seperti aluminium (Al) sebesar 40,3% dan nikel (Ni) 13,5% yang dapat di recovery. Pada tahun 2015 PT. Pupuk Indonesia menghasilkan 617 ton limbah spent catalyst. Dengan adanya daur ulang atau recovery spent catalyst, menjadikan spent catalyst sebagai sumber sekunder perolehan nikel. Salah satu proses pengolahan spent catalyst yang dapat dilakukan dalam skala industri adalah proses leaching. Selain itu, akan dievaluasi model kinetika yang cocok untuk menggambarkan proses leaching spent catalyst.

Proses leaching spent catalyst pada penelitian ini dilakukan di dalam sebuah ekstraktor batch berupa labu leher tiga 500 mL dilengkapi dengan kondensor dan water bath. Spent catalyst yang digunakan berasal dari PT Petrokimia Gresik, Indonesia. Variabel ekstraksi yang divariasikan adalah jenis pelarut asam, yaitu asam klorida 1 M dan asam sulfat 1 M sebagai leachant serta temperatur ekstraksi, yaitu 30,60, dan 85°C dengan ukuran partikel padatan spent catalyst -200 mesh dan rasio umpan sebesar 1:5, kecapatan pengadukan 200 rpm selama 120 menit. Pada penelitian didapatkan nilai persentase recovery nikel dengan menggunakan instrument AAS. Model kinetika shrinking core dan model lump akan digunakan untuk dapat menggambarkan kinetika proses leaching spent catalyst.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai recovery nikel dengan menggunakan asam klorida sebesar 14,7% dan untuk asam sulfat sebesar 16,95% pada temperatur 85oC. Selain itu, hasil penelitian menunjukan bahwa proses leaching spent catalyst dengan model shrinking core dikontrol oleh tahap difusi melalui lapisan abu. Model lump dengan tahap reaksi dan tahap difusi mengontrol proses leaching merupakan model yang paling sesuai untuk menggambarkan mekanisme proses leaching yang sebenarnya karena memiliki persentase kesalahan relatif yang lebih kecil yaitu 5,32% dibandingkan dengan hasil simulasi menggunakan model shrinking core 11,57% untuk jenis asam klorida pada suhu 85oC.